영구배수공법

건축관련

영구배수공법

법희 2010. 8. 4. 11:28

영구 배수 공법

1. 개요

1) 목적

- 구조물 안정

- 공기단축 및 원가절감

- 부수적으로 바닥 방수효과 기대

2) 지하수 양압력 극복방안에 대한 공법 종류

- 영구배수에 의한 방법

- 사하중에 의한 방법

- 조합형 및 기타

<참고>

국내에서 양압력에 의한 하자 발생 사례를 살펴보면 경사면이나 도심지 구조물 축조시 90% 이상이 GL-10M이하 지반이나 또한 경사면의 경우 지하수위가 축조 구조물보다 낮게 형성된 경우 대부분 사고가 발생되고 있다.

그 이유는 얕은 굴착에 따른 안이한 생각으로 기술자의 방심 때문에 일어나고 있음을 숙지해야 할 것이다.

그러므로 양압력에 대한 하자 발생을 방지하기 위해서는 토질 전문가에 의한 정확한 수리 모델링에 따른 설계와 지반 공학적 측면에서 안정성을 검토해야 할 것이다.

3) 영구배수 시스템과 부력 앙카 시스템의 경제성 비교

4) Flow Chart

설계도 및 시방서		- 기초지반 : 모든 지층 가능 - 기초 지반의 지하수위 체크 - 흙막이 벽체 : 오픈 컷

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기술적인 검토		- 지하수위는 홍수위 고려 - 공기, 품질관리 및 경제성을 고려 - 트렌치 이외구간의 유입지하수의 효과적인 배수처리의 개선안 검토 - 통수 단면적을 최대한 크게 하여 눈막힘 현상 방지 및 구조물 안전검토

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현장 상황		- 지하공사 부분의 공정이 전체공기에 미치는 영향 - 기초지반은 표토층 하부이하 풍화토 지층으로서 지하수와 지표수의 유입에 따른 구조물 영항 검토

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원가		- 일반적으로 기존안과 개선안 검토대상은 구조적 안정에 따른 시공성과 경제성에 역점을 둠 - 합리적인 수리모델링을 통한 기초바닥 저면으로의 지하수 유입량을 산출하여 안정적이며, 효과적인 영구배수 시스템 설계.

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공기		- 합리적인 설계로 인한 배수시스템 설치공사 단축

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공법개선 여부 검토		- 공기단축, 경제성 구조물 안정이 가능한 공법? - 시공성이 더 좋은 공법? - 영구적인 배수시스템의 안전시공 및 유지관리 확보?

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개선된 영구배수 공법의 적용을 검토

2 최하층 슬래브 구조물 조건에 의한 공법 비교

구분		완전 非 내수압 조건	임의 수압 조절형 조건
형상
조 건	면적	A = 10,000㎡	A = 10,000㎡
	배수로길이 (터파기)	L = 500M(최소길이)	無
	지층	풍화암 ~ 연암	풍화암 ~ 연암
	최하층슬래브 내수압 고려	P = 0 ~ 1 ton f/㎡	P = 2 ~ 3 ton f/㎡
	슬래브 두께	h = 50 cm	h = 50 cm
경 제 성	최하층슬래브 철근량	최소철근비 = 14/fy	최소철근비 = 14/fy ≒ (2~3배) ≒ 6,000 원/㎡ (증가)
경 제 성	배수로터파기 (잔토처리포함)	500원 / ㎡ 당	無
시공성		○	◎
안정성 (영구조건)		◎	△
특징		- 모든 지층 사용가능 - 통수단면적 확보로 막힘 현상 방지 - 최하층 슬래브 영향 최소화 - 영구적으로 매우 안전하다 - 전체(최하층 슬래브+영구배수)적인 금액에서는 훨씬 경제적이다.	- 지층에 제한적 - 통수단면적 확보 부족으로 막힘우려 - 골재포설이 없으므로 시공성이 양호 - 전체(최하층 슬래브+영구배수)적인 면에서 고가이다. - 구조적인 면에서 반드시 최저층 내수압 부재 검토 필요
단가		최하층 슬래브 + 영구배수	최하층 슬래브 + 영구배수
단가		조절형보다 2배 절감/㎡ 당	완전 비 내수압조건보다 2배 증가/㎡ 당

3. 공법별 비교

구분	MPC공법 (Minimum Pipe & Clogging Drainage System)	부분배수로+양면 판형 배수재	전단면 골재 포설	사각다발매트 배수시스템
기본 형식
공법 개요	기존문제점인 눈막힘 현상과 배수로 터파기 과다에 따른 공사비 증가에 대한 우려를 최소화하여 최대의 안정성과 최소의 공사비로 품질 확장 및 공기를 단축하는 획기적인 공법	매트기초 아래의 수개소의 배수로 안에 자갈을 포설하여 드레인보드로 유도된 지하수를 자갈층 및 다발관을 통하여 집수하는 배수공법	최종굴착 완료 후 매트기초 아래의 굴토 마감면 전단면 자갈포설 및 자갈층 내 다발관 설치에 의한 배수공법	매트기초 아래의 일부 배수로 굴착 및 버림 콘크리트내에 일체화한 편형드레인보드와 다발관을 통하여 집수하는 배수공법
장점	-시공이 간편 -배수로 터파기 최소화 및 막힘 현상방지 -일체성 유지로 품 질 보증 및 공기 단축 -배수로 최소화로 최적의 세척기능과 통수 단면적 확보 -부력 앙카보다 경제적임 -투입자재가 영구적	-별도의 부력앙카의 설치가 필요없다. -공사비 공기절약 가능 -기초바닥 슬라브의 경제적인 설계가 가능하고 방수층의 보호가 용이 -전단면보다 비용이 적다 -투입자재가 영구적 이며 안전함 -인접 건물에 대한 피해 발생은 없음	-골재 사용으로 외부 힘에 의한 투수성 감소는 발생하지 않는다. -전단면 통수 단면적 확보에 따른 부력 최소화. -유입수처리 속도가 빠르며 세척기능으로 막힘현상이 없으므로 구조적으로 안전함	-유도수로와 배수로 일체성 유지 -배수로 터파기 최소화 -인접 건물에 대한 피해 발생은 없음 -부력앙카보다 경제 적임 -투입자재가 영구적 이며 안전함
단점	-토질전문가에 의한 정확한 수리모델링 및 수리, 지반공학 적 설계가 요구됨 -적용사례 및 적용현 장 참조	-암반일 경우 배수로 터파기 과다 비용 발생 -토질전문가에 의한 정확한 수리모델링 및 수리, 지반공학 적 설계가 요구됨 -적용 사례 및 적용 현장 참조	-골재의 대량수급 및 이물질을 깨끗하게 청소해야 하는 부담 발생 경비 증가 -토공량이 부분 트렌 치 공법에 비해 증가하고 공기 (토공)가 늘어난다 -이물질 방지를 위한 전단면 토목섬유 설 치 필요 -골재 고갈현상 발생 -토공량 증가	- 2001년 7월 첫 도입 - 토립자 및 부유 뮬질이 많은 지반 적용 불가 -시공면이 암반일 경우 면처리 비용 과다 발생 -원형다발관+직사각다발 관+편형배수재 연결로 공정관리 복잡 및 일체성 결여 -모든 지층 적용 불가 -세척기능 및 통수 단면 적 미확보로 구조적 안정 에 의문
구분	MPC공법 (Minimum Pipe & Clogging Drainage System)	부분배수로+양면 판형 배수재	전단면 골재 포설	사각다발매트 배수시스템
적용 지반	-모든 토질 가능 -암반일 경우 최적의 공법	-모든 토질 가능 -토사지반인 경우 최적의 공법	-모든 토질 가능	-모든지층에 제한적 -토사지반인 경우 시공 난이함
시공 자재	다발관/양면 판형 배수판/골재/부직포/PE필름	다발관/양면판형 배수판/골재/부직포 /PE필름	다발관/골재/부직포/PE필름	다발관/편형판형 배수판/부직포 /PE필름
시공성	-공정단순화로 공기 단축 -후속공정에 영향 없음 -공정단순화로 품질 보장	-공정단순화로 공기단축	-골재하역작업 등 공정 복잡합 -운반시 미립분 및 부유물질 발생으로 품질저하	다발관과 편형판형 배수판 다수연결로 공정이 복잡합 -이음부 시공이 난이함
시공성	매우양호	양호	보통	보통
경제성	-배수로 최소화에 따른 공기단축 및 공사비 절감 효과 크다	-공기단축으로 공사비 절감	-골재 다량 투입으로 공사비 증가 -타공법에 비해 공기 지연	-공정이 복잡하여 공사비 절감효과 미흡함.
경제성	매우양호	양호	보통	양호
안정성	-그동안 축적된 설계 Know-how와 시공 경험을 바탕으로 기획한 공법으로 구조적으로 안정	-부분 배수로 통수 단면적 및 배수재 시공으로 구조적 으로 안정.	-구조물 전 바닥이 통수 단면적이므로 구조적으로 안정.	-통수 단면적 및 세척 기능미비로 구조적 안정에 의문 -단기시공에 따른 검증 불가
안정성	양호	매우 양호	매우 양호	검증 필요